بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش، فرآیند اتصال فاز مایع گذرا - TLP - در اتصال نامتجانس سوپر آلیاژ پایه نیکلIN-738 به سوپر آلیاژ پایه کبالت FSX-414 با استفاده از لایه واسط پایه نیکل MBF-80 با ضخامت 50 P بکار گرفته شده است. اتصال دهی در دمای بهینه 1150℃ و مدت زمان 5 دقیقه در کوره تحت خلا صورت گرفت. در ادامه، عملیات همگن سازی، به منظور بهبود ریزساختار و خواص مکانیکی ناحیه اتصالTLP، در دماهای 1175، 1200 و 1225℃ و به مدت 1، 3 و 6 ساعت در مورد نمونه های اتصال داده شده صورت گرفت. به منظور بررسی ریزساختار از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی - SEM - و جهت بررسی آنالیز فازی در منطقه اتصال از SEM/WDS استفاده گردید. نتایج بررسی ریز ساختاری نشان داد که با همگن سازی در دمای 1175 ℃ به مدت 6 ساعت ترکیبات بین فلزی در منطقه متاثر از نفوذ - DAZ - همچنان وجود داشته در حالیکه همگن سازی در دمای 1200℃ به مدت 1 ساعت موجب کاهش چشمگیر آن شده است. همگن سازی در دمای 1225℃ به مدت 1 ساعت موجب تشکیل مرزدانه های جدید در ناحیه اتصال و تشکیل ساختار یوتکتیکی ثانویه و رشد رسوبات در زمینه و منطقه اتصال گردیده است. پروفیل غلظت عناصر آلیاژی در عرض اتصال نشان داد که در فرایند همگن سازی، رسوب و رشد فاز در زمینه و نیز نفوذ عناصر آلیاژی کنترل کننده فرایند بوده است. کاهش قابل توجه شیب غلظت عناصر آلیاژی در دمای 1225 به نفوذ سریع از طریق مرزدانه های جدید در منطقه اتصال نسبت داده شد. مناسب ترین مشخصات ریزساختاری در شرایط همگن سازی 1225oC/1h مشاهده گردید.
واژگان کلیدی: فرایند اتصال فاز مایع گذرا - TLP - ، فرایند همگن سازی، اتصال نامتجانس، سوپرآلیاژ IN-738، سوپرآلیاژ FSX-414
مقدمه
سوپرآلیاژهای پایه کبالت FSX-414 و سوپر آلیاژهای پایه نیکل IN-738 به ترتیب، برای نازل ها و پره های ردیف اول توربین های گازی که در معرض مسیر گاز در دمای بالا قرار دارند استفاده میشوند و همچنین از لحاظ صنعتی کیفیت بالای اتصال دهی پره ها و نازلها خیلی مهم می باشد.[1] یک اتصال TLP1 مطلوب که در آن انجماد هم دما بطورکامل انجام شده است معمولاعاری از فازهای بین فلزی و ریز ساختار نامطلوب نظیر یوتکتیک در محل اتصال است . در اغلب اوقات ساختار اتصال بدست آمده شامل فازهای یوتکتیکی در مرکز اتصال و نیز ترکیبات بین فلزی در منطقه DAZ2 می باشد.[3- 1] وجود ساختار یوتکتیکی و فازهای بین فلزی موجب کاهش خواص مکانیکی اتصال می گردد 4]و.[5 وجود فازهای یوتکتیکی در مرکز اتصال - TLP - سیستم ناهمگون FSX-414/MBF-80/IN-738 موجب کاهش شدید استحکام برشی اتصال می گردد.[2]
بمنظور کاهش فازهای نامطلوب در منطقه اتصال - TLP - عملیات همگن سازی بر روی قطعات اتصال یافته صورت می گیرد. جلیلوند و همکارانش [6] نشان داده اند که با انجام عملیات همگن سازی بر روی اتصال - TLP - سیستم IN-738/AMS4777/IN-738 در دمای 1120به مدت 5 ساعت ضمن حذف قابل توجه ساختار بین فلزی در ناحیه DAZ استحکام برشی به میزان دو برابر نمونه اتصال داده شده افزایش یافته است. نتایج نشان می دهند که بعد از همگن سازی ذرات یوتکتیکی موجود درناحیه DAZ بطور کامل حذف شده اند و مقدار قابل توجهی از رسوبات به منطقه اتصال نفوذ کرده اند. علت نفوذ رسوبات به نفوذ خیلی زیاد Al و Ti از فلز پایه به منطقه اتصال نسبت داده شده است6]و.[7
در یک تحقیق دیگر که توسط بختیاری و همکاران[2] در خصوص عملیات همگن سازی سیستم اتصال FSX-414/MBF-30/ FSX-414 انجام شده است، مناسبترین خواص مکانیکی و ریزساختار در عملیات همگن سازی در دمای1150 و زمان 4ساعت به دست می آید. آنها نشان دادندکه برخی فازهای سوزنی در DAZ حتی پس از عملیات همگن سازی ازبین نرفته اند. ترکیب این فازها بوراید کبالت گزارش شده است.2]، 8 و.[9 تاثیر عملیات همگن سازی بر خواص مکانیکی و ریزساختار منطقه اتصال ناهمگون FSX-414/MBF-803/IN-738 تا کنون مورد بررسی قرار نگرفته است، لذا هدف از این تحقیق بررسی اثر دما و زمان عملیات همگن سازی بر ریزساختار منطقه اتصال مذکور است که از این طریق می توان با حذف ترکیبات ناخواسته و همگن سازی ترکیب شیمیایی و ریزساختاری، خواص مکانیکی مطلوب در محل اتصال را ایجاد نمود.
